流体的粘性续.PPT

宗燕兵 * §1.6 流体的粘性 一、流体的粘性(续) 2.牛顿内摩擦定律(续) (2) 牛顿内摩擦定律(续) 说明：⑴ 粘性切应力与速度梯度成正比； (2) 比例系数称动力粘度，简称粘度。 牛顿内摩擦定律：流动产生的内摩擦切应力与接触面法线方向的速度梯度成正比。 宗燕兵 * §1.6 流体的粘性 一、流体的粘性(续) 流体粘性大小的度量,由流体流动的内聚力和分子的动量交换引起。 (1) 动力粘度 (2) 运动粘度 3.粘度 (动量扩散系数） 注意单位会换算 宗燕兵 * §1.6 流体的粘性 一、流体的粘性(续) 3.粘度（续） (3) 粘度的影响因素 温度对流体粘度的影响很大 温度 压力对流体粘度的影响不大，一般忽略不计 液体：分子内聚力是产生粘度的主要因素。 温度↑→分子间距↑→分子吸引力↓→内摩擦力↓→粘度↓ 气体：分子热运动引起的动量交换是产生粘度的主要因素。 温度↑→分子热运动↑→动量交换↑→内摩擦力↑→粘度↑ 当温度升高时，液体的粘度减小，气体的粘度增大 宗燕兵 * 若某流体的动力粘度 ,粘性切应力 则该流体的流速梯度 ( ) 宗燕兵 * §1.6 流体的粘性 二、粘性流体和理想流体 1.粘性流体 具有粘性的流体（μ≠0）。实际流体都是粘性流体。 2.理想流体 忽略粘性的流体（μ=0）。一种理想的流体模型。 举例： （1）静止流体； （2）惯性力和粘性力相比很大时，可以忽略粘性的存在， 认为是理想流体，简化计算。 宗燕兵 * §1.6 流体的粘性 三、牛顿流体和非牛顿流体 1.牛顿流体 2.非牛顿流体 符合牛顿内摩擦定律的流体。 如水、空气、汽油和水银等 不符合牛顿内摩擦定律的流体。 如泥浆、血浆、新拌水泥砂浆、新拌混凝土等。 宗燕兵 * 第一章 绪 论 §1.1 流体的定义和特征 §1.2 流体作为连续介质的假设 §1.3 作用在流体上的力 表面力 质量力 §1.4 流体的密度 §1.5 流体的压缩性和膨胀性 §1.6 流体的粘性 §1.7 粘性动量通量 宗燕兵 * §1.7 粘性动量通量 单位： 单位时间通过单位面积的动量，称为动量通量。 粘性切应力 动量通量 宗燕兵 * 环境传输原理 北京科技大学冶金与生态工程学院 宗燕兵 * 宗燕兵： 北京科技大学冶金与生态工程学院 zybustb@126.com 冶金楼806 办公电话宗燕兵 * 为什么把“三传”放在一起讲 ① “三传”具有共同的物理本质——都是物理过程。 ② “三传”具有类似的表述方程和定律。 ③ 在实际冶金过程中往往包括有两种或两种 以上传输现象，它们同时存在，又相互影响。 宗燕兵 * 学习冶金传输原理有两个最基本的目的：第一，深入理解各种传输现象的机理，为理解冶金工艺过程奠定理论基础，对改进和优化各种冶金过程和设备的设计、操作及控制提供理论依据； 第二，为将来所要研究和开 发的冶金过程提供基础数学模型，以此为基础，可以对冶金过程进行模拟研究，加速研发过程，降低研发成本。 宗燕兵 * 冶金传输原理－动量传输部分 动量传输是研究流体在外界作用下（力的作用下）的运动规律的一门科学——工程流体力学。 宗燕兵 * 第一章 绪 论 §1.1 流体的定义和特征 §1.2 流体作为连续介质的假设 §1.3 作用在流体上的力 表面力 质量力 §1.4 流体的密度 §1.5 流体的压缩性和膨胀性 §1.6 流体的粘性 §1.7 粘性动量通量 宗燕兵 * §1.1 流体的定义和特征 自然界物质存在的主要形态：固态、液态和气态 一、流体的定义 具有流动性的物体（即能够流动的物体）。 流动性：在微小剪切力作用下会发生连续变形的特性。 流体包括液体和气体 C D B A d? b a dy dudt A B F F 宗燕兵 * §1.1 流体的定义和特征 一、流体的定义 液体与气体的区别 液体的流动性小于气体； 液体具有一定的体积，并取容器的形状； 气体充满任何容器，而无一定体积。 二、流体的特征 流动性 宗燕兵 * 第一章 绪 论 §1.1 流体的定义和特征 §1.2 流体作为连续介质的假设 §1.3 作用在流体上的力 表面力 质量力 §1.4 流体的密度 §1.5 流体的压缩性和膨胀性 §1.6 流体的粘性 §1.7 粘性动量通量 宗燕兵 * §1.2 流体的连续介质假设 微观：流体是由大量做无规则热运动的分子所组成，分子间存有空隙，在空间是不连续的。 宏观：一般工程中，所研究流体的空间尺度要比分子